package com.xiongtian.linkedlist;

/**
 * @author xiongtian
 * @version 1.0
 * @date 2021/3/11 20:34
 * Josephu问题：
 * Josephu问题为： 设编号为1,2， ...n的n个人围坐一圈，约定编号为k(1<=k<=n)的人
 * 从1开始报数，数到m那个人出列，它的下一位又从1开始报数，数到m那个人又出列，依次类推，
 * 直到所有人出列为止，由此产生一个出队编号的序列。
 * 提示：
 * 用一个不带头节点的循环链表来处理Josephu问题：先构成一个有n个节点的单循环链表，
 * 然后由k节点起从1开始计数，记到m时，对应节点从链表中删除，然后再从被删除节点的
 * 下一个节点又从1开始计数，直到最后一个节点从链表中删除，算法结束。
 * 创建一个单向的环形链表思路：
 * 1. 先创建第一个节点，让first指向该节点，并行程环形
 * 2. 后面我们每创建一个新的节点，就把该节点，加入到已有的环形链表中即可。
 * <p>
 * 遍历环形链表：
 * 1. 先让一个辅助指针（变量）curBoy，指向first节点
 * 2. 然后铜鼓欧一个while循环遍历该环形链表即可curBoy。next == first 结束
 */
public class JosePhu {
    public static void main(String[] args) {
        // 测试一把，看看构建环形链表，和遍历是否成功
        CircleSingleLinkedList circleSingleLinkedList = new CircleSingleLinkedList();
        circleSingleLinkedList.addBoy(5);
        circleSingleLinkedList.showBoy();
        // 测试一把，小孩出圈是否正确
        circleSingleLinkedList.countBoy(1,2,5);// 2 -> 4 -> 1 -> 5 -> 3
    }
}

// 创建一个环形的单向的链表
class CircleSingleLinkedList {

    // 创建一个first节点,当前没有编号
    private Boy first = null;

    // 添加小孩节点，构建环形的链表
    public void addBoy(int nums) {
        //nums进行数据校验
        if (nums < 1) {
            System.out.println("nums的值不正确！至少要大于1");
            return;
        }
        Boy curBoy = null;  //辅助指针，帮助构建环形链表

        // 使用for循环来创建我们的环形链表
        for (int i = 1; i <= nums; i++) {
            // 根据编号创建小孩节点
            Boy boy = new Boy(i);
            // 如果是第一个小孩
            if (i == 1) {
                first = boy;
                first.setNext(first);// 构成环状
                curBoy = first; //让curBoy指向第一个小孩4
            } else {
                curBoy.setNext(boy);
                boy.setNext(first);
                curBoy = boy;
            }
        }
    }

    /**
     * 根据用户的输入，计算出小孩的出圈顺序
     *
     * @param startNo  表示从第几个小孩开始数数
     * @param countNum 表示数几下
     * @param nums     表示最初有多少个小孩在圈中
     */
    public void countBoy(int startNo, int countNum, int nums) {
        // 先对数据进行校验
        if (first == null || startNo < 0 || startNo > nums) {
            System.out.println("参数输入有误，请重新输入！");
            return;
        }
        // 创建辅助指针帮助小孩出圈
        Boy helper = first;
        // 需求创建一个辅助指针（变量）helper，事先应该指向环形链表的最后这个节点
        while (true) {
            if (helper.getNext() == first) {   // 说明helper指向最后小孩节点
                break;
            }
            helper = helper.getNext();
        }
        // 小孩报数前，先让first 和 helper 移动 k - 1次
        for (int j = 0; j < startNo - 1; j++) {
            first = first.getNext();
            helper = helper.getNext();
        }
        // 当小孩报数时，让first 和 helper 指针同时的移动 m - 1次，然后出圈
        // 这里是一个循环操作，直到圈中只有一个节点
        while (true) {
            if (helper == first) { // 说明圈中只要一个节点
                break;
            }
            // 让first 和 help 指针同时的移动 countNum - 1
            for (int j = 0; j < countNum - 1; j++) {
                first = first.getNext();
                helper = helper.getNext();
            }
            // 这时first指向的节点，就是要出圈的小孩节点
            System.out.printf("小孩%d出圈\n", first.getNo());
            // 这时将first指向的小孩节点出圈
            first = first.getNext();
            helper.setNext(first);
        }
        System.out.printf("最后留在圈中的小孩编号%d \n", first.getNo());
    }

    // 遍历当前的环形链表
    public void showBoy() {
        // 判断链表是否为空
        if (first == null) {
            System.out.println("链表为空！");
            return;
        }
        // 因为first不能动，所以需要一个辅助指针
        Boy curBoy = first;
        while (true) {
            System.out.printf("小孩的编号：%d \n", curBoy.getNo());
            if (curBoy.getNext() == first) { // 已经遍历完毕
                break;
            }
            curBoy = curBoy.getNext();
        }
    }

}

// 创建一个Boy类，表示一个节点
class Boy {
    private int no;//编号
    private Boy next;// 指向下一个节点，默认为null

    public Boy(int no) {
        this.no = no;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public Boy getNext() {
        return next;
    }

    public void setNext(Boy next) {
        this.next = next;
    }
}